安徽省電話交換技術(shù)支援中心 張昱 劉偉 鄭連城
摘 要 給出了一種適應(yīng)市縣一體化改革的電信動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)——TELPOW的解決方案。重點(diǎn)介紹TELPOW系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方案、功能設(shè)置以及關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)可與電信本地網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)有機(jī)地融合，在綜合電信網(wǎng)管的實(shí)施上進(jìn)行了初步探索。
關(guān)鍵詞 集中監(jiān)控 維護(hù)體制 采集設(shè)備 設(shè)備類 信號(hào)類
1 引言
——為了提高全省電信系統(tǒng)各通信局（站）的通信機(jī)房動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控的水平，保證動(dòng)力設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保通信暢通和電信生產(chǎn)安全，安徽省郵電管理局（以下簡(jiǎn)稱省管局）和科大恒星公司合作開(kāi)發(fā)了電信動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，并在蕪湖市本地網(wǎng)試點(diǎn)，系統(tǒng)于1999年8月通過(guò)驗(yàn)收，現(xiàn)正向其他地市推廣。
2 TELPOW系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
——電源監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙信和遙控，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)出告警，對(duì)智能設(shè)備能通過(guò)本系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而實(shí)現(xiàn)通信局（站）的少人或無(wú)人值守，提高供電系統(tǒng)的可靠性和通信設(shè)備的安全性。由于該系統(tǒng)是對(duì)本地網(wǎng)網(wǎng)管和集中監(jiān)控系統(tǒng)功能擴(kuò)展和完善，因此應(yīng)盡量利用已有的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和硬件資源。使其能和 TEDCOM系統(tǒng)（安徽省本地電話網(wǎng)網(wǎng)管和集中監(jiān)控系統(tǒng)）統(tǒng)一維護(hù)和管理，從而能投資省、見(jiàn)效快地在全省各個(gè)本地網(wǎng)中推廣使用。
2.1 TELCOM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
——已有的TELCOM系統(tǒng)為兩級(jí)三層客戶機(jī)／服務(wù)器（Client／Server）體系結(jié)構(gòu)，“兩級(jí)”表示省、地市兩級(jí)網(wǎng)管系統(tǒng)，“三層”是將應(yīng)用功能分為表示層、功能層和數(shù)據(jù)層3部分。
——地市級(jí)網(wǎng)管系統(tǒng)的組織模式為“操作終端—服務(wù)器—接口機(jī)—交換機(jī)”。其中接口機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)交換機(jī)的數(shù)據(jù)采集和人機(jī)命令的發(fā)送及命令結(jié)果的回收；同時(shí)還肩負(fù)報(bào)告分析及向服務(wù)器發(fā)送關(guān)鍵數(shù)據(jù)。一臺(tái)接口機(jī)可以連接若干臺(tái)交換機(jī)。在一個(gè)本地網(wǎng)內(nèi)，接口機(jī)有多臺(tái)，一般分布在交換機(jī)機(jī)房近端。接口機(jī)與服務(wù)器以及操作終端與服務(wù)器之間的通信方式為符合TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)的自定義數(shù)據(jù)包。
2.2 TELPOW系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
——為利用已有的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和硬件資源，同時(shí)滿足技術(shù)規(guī)范中SC、SS、SU和SM的分級(jí)結(jié)構(gòu)，我們將TELPOW系統(tǒng)（電信動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：
——1）系統(tǒng)仍為兩級(jí)三層客戶機(jī)／服務(wù)器體系，與TELCOM系統(tǒng)共用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和服務(wù)器。服務(wù)器為雙機(jī)熱備，平時(shí)TELECOM 和TELPOW分別獨(dú)自運(yùn)行在兩個(gè)不同的機(jī)器上；當(dāng)其中一個(gè)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，其所運(yùn)行的系統(tǒng)自動(dòng)切換到另一機(jī)器上，形成兩個(gè)機(jī)器互為主備份的格局。
——2）對(duì)于技術(shù)規(guī)范中 SC、SS、SU和SM的分級(jí)結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)不是從物理結(jié)構(gòu)上劃分，而是在統(tǒng)一的本地網(wǎng)“操作終端— 服務(wù)器—接口機(jī)”的模式下進(jìn)行邏輯上的劃分，即由軟件處理這種分級(jí)的不同功能需求。
——3）利用TELCOM系統(tǒng)的接口機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集與控制。由于目前TELCOM系統(tǒng)的接口機(jī)基本分布在交換機(jī)機(jī)房近端，而監(jiān)控設(shè)備與交換機(jī)房基本上是在一個(gè)地理位置的，因此利用TELECOM系統(tǒng)的接口機(jī)可以節(jié)省硬件的投資，更好地發(fā)揮它的作用。當(dāng)然，對(duì)于沒(méi)有TELCOM系統(tǒng)接口機(jī)的通信局站還是需要額外購(gòu)買(mǎi)相關(guān)的硬件設(shè)備。
——4）接口機(jī)對(duì)監(jiān)控信號(hào)的采集與控制是通過(guò)其他廠家的采集設(shè)備間接實(shí)現(xiàn)的。這樣做的原因主要有以下考慮。
——·目前市面上的采集設(shè)備產(chǎn)品比較成熟可靠，而開(kāi)發(fā)研制采集設(shè)備的周期比較長(zhǎng)，引入其他廠家的采集設(shè)備可以在短時(shí)間內(nèi)完成監(jiān)控系統(tǒng)的研制工作：
——·不同廠家對(duì)同一種設(shè)備的協(xié)議解析程度不同，從而造成它們提供的可采集或監(jiān)控的項(xiàng)目不完全一樣，而隨著時(shí)間的推移，它們對(duì)設(shè)備的協(xié)議解析能力會(huì)不斷提高。本系統(tǒng)盡力將這種因廠家造成的差異封裝在應(yīng)用層以下。
2.3 TELPOW系統(tǒng)的組網(wǎng)方式
——本地網(wǎng)中操作終端、服務(wù)器、接口機(jī)的組網(wǎng)方式同TELCOM系統(tǒng)一樣，最終形成廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒(méi)有具體要求，只是要求它們之間的通信方式符合TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)。這里重點(diǎn)敘述接口機(jī)到監(jiān)控設(shè)備的連接方式。安徽省電信管理局選定的采集設(shè)備是中達(dá)和華為兩家公司的產(chǎn)品。下面僅介紹它們與接口機(jī)的連接方式，如圖1、2所示。
2.3.1 中達(dá)的采集設(shè)備與監(jiān)控設(shè)備連接
——在中達(dá)公司提供的產(chǎn)品中，BCMS為電池監(jiān)控專用模塊；RTU為現(xiàn)場(chǎng)傳統(tǒng)設(shè)備采集模塊；UPC為萬(wàn)用型智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)對(duì)智能設(shè)備的協(xié)議轉(zhuǎn)換。在一個(gè)通信局站（SU）內(nèi)�？赏ㄟ^(guò)這些模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)局站內(nèi)監(jiān)控項(xiàng)目的采集、控制，所有這些模塊通過(guò)RS232／485串口和接口機(jī)連接。
2.3.2 華為的采集設(shè)備與監(jiān)控設(shè)備連接
——在華為公司提供的產(chǎn)品中，AMS-1為智能設(shè)備處理機(jī)，它可作為SU級(jí)采集設(shè)備和智能接口設(shè)備的管理器，通過(guò) RS232／485串口和接口機(jī)連接。華為對(duì)于非智能設(shè)備的采集方法是：通過(guò)電池監(jiān)測(cè)儀BMS-1對(duì)電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；通過(guò)油機(jī)監(jiān)測(cè)儀GMS-1或數(shù)據(jù)采集器PMC-2、PMC-3對(duì)非智能油機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；對(duì)于其他非智能設(shè)備，則通過(guò)PMC-2或PMC-3進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
——需要指出的是，SU 中采集模塊的多少并不一定相同，這取決于該sU希望采集的信號(hào)點(diǎn)數(shù)以及所選擇的采集模塊類型。
3 關(guān)鍵問(wèn)題及其解決策略
——在明確系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)后，如何提供靈活的、適應(yīng)全省各地的、安全可靠的監(jiān)控手段是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。下面列舉部分關(guān)鍵問(wèn)題及其解決策略。
3.1 監(jiān)控項(xiàng)目的確定
——通過(guò)比較技術(shù)規(guī)范中所列的監(jiān)控項(xiàng)目以及中達(dá)、華為兩家采集設(shè)備可采集到的監(jiān)控項(xiàng)目，我們發(fā)現(xiàn)它們之間并不完全一致，這主要受到監(jiān)控設(shè)備本身以及協(xié)議解析程度的影響�，F(xiàn)有的一些電源監(jiān)控系統(tǒng)往往將所能監(jiān)控的項(xiàng)目靜態(tài)地定義在程序中，這種做法顯然不適應(yīng)本系統(tǒng)的處理要求。因?yàn)椋?/P>
——①安徽各地市、各局站需要監(jiān)控的項(xiàng)目不可能完全一樣；
——②對(duì)于尚未解析的設(shè)備監(jiān)控項(xiàng)目，今后不便于擴(kuò)展；
——③部分監(jiān)控項(xiàng)目具有多級(jí)概念，如整流器輸出電流分系統(tǒng)、架電流、組電流和模塊電流等幾級(jí)，具體的級(jí)數(shù)和每一級(jí)的數(shù)量在不同局站是不完全一樣的；
——④需要適應(yīng)今后技術(shù)規(guī)范對(duì)監(jiān)控項(xiàng)目范圍的變化等。
——為此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種靈活的監(jiān)控項(xiàng)目處理方法，這里只簡(jiǎn)要敘述其思想。
——（1）監(jiān)控設(shè)備類的概念
——首先監(jiān)控項(xiàng)目是按監(jiān)控對(duì)象分別定義的。在本監(jiān)控系統(tǒng)中，所監(jiān)控的對(duì)象包括通信電源、空調(diào)及機(jī)房環(huán)境。由于電源部分涉及的設(shè)備種類繁多，而不同局站因規(guī)模、選型等原因會(huì)造成其設(shè)備情況不一樣，為此，我們可將監(jiān)控對(duì)象分類（如電源設(shè)備可根據(jù)其供電體系進(jìn)行分類），大類進(jìn)一步細(xì)分為小類，一些小類還可進(jìn)一步分成若干子類。對(duì)于監(jiān)控設(shè)備的定義必須先選定其所屬
的設(shè)備子類／小類，監(jiān)控設(shè)備的編號(hào)中蘊(yùn)涵其所屬設(shè)備類的信息。由于設(shè)備類的信息定義在表中，因此可以適應(yīng)不同本地網(wǎng)提出的不同分類要求。
——（2）信號(hào)類的概念
——引入監(jiān)控設(shè)備類后，可以缺省地定義該類設(shè)備的監(jiān)控項(xiàng)目，我們稱之為信號(hào)類。信號(hào)類引入的目的是確定該類信號(hào)的基本屬性，提供用戶配置的缺省值。監(jiān)控項(xiàng)目可分為模擬量、狀態(tài)量、控制量及告警量。其中模擬量是系統(tǒng)的遙測(cè)量，狀態(tài)量及告警量是系統(tǒng)的遙信量，控制量是系統(tǒng)的遙控量。對(duì)于告警量，一般是指模擬量或狀態(tài)量為某種異常情況。因此，在信號(hào)類中沒(méi)有必要給出告警量的類的定義，而是提供較為靈活的配置畫(huà)面讓用戶去配置。另外，為便于擴(kuò)充。又引入“其他模擬量”、“其他狀態(tài)量”、“其他控制量”。類似地，信號(hào)類的定義也在表中，可以根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。
——（3）信號(hào)
——按照上述方法，用戶可以從已有的信號(hào)類中選擇配置指定設(shè)備的模擬量、狀態(tài)量和控制量，并可在已配的模擬量、狀態(tài)量基礎(chǔ)上配置告警量。對(duì)于遙測(cè)和遙信的項(xiàng)目，可以直接通過(guò)采集設(shè)備采集，也可通過(guò)配置的推測(cè)公式由其他項(xiàng)目推測(cè)而出。
3.2 監(jiān)控的實(shí)時(shí)性
——本系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性一方面取決于采集設(shè)備的性能，另一方面則在于本系統(tǒng)的處理策略。這里只談后者的處理方法。關(guān)鍵的步驟有：
——（1）接口機(jī)定時(shí)輪回地向各個(gè)地址發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，收取應(yīng)答數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)請(qǐng)求的方法一般是在第一次采集時(shí)或與采集設(shè)備通信恢復(fù)后發(fā)全取命令，而其余情況一般只取變化的。當(dāng)與某采集設(shè)備通信異常時(shí)，需生成一個(gè)該采集設(shè)備通信異常的信號(hào)用于向服務(wù)器報(bào)告。
——（2）接口機(jī)端對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)要進(jìn)行預(yù)處理，即將采集數(shù)據(jù)整理成正常數(shù)字格式，乘以換算比率，加上偏移量，得到真實(shí)值。這樣可節(jié)省服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
——（3）采集分析與上發(fā)分開(kāi)處理之間通過(guò)文件接口。這樣，當(dāng)接口機(jī)和服務(wù)器發(fā)生通信異常時(shí)，采集分析仍正常進(jìn)行，其數(shù)據(jù)寫(xiě)入臨時(shí)文件，當(dāng)然文件的大小是有限制的：一旦恢復(fù)通信，則上發(fā)處理程序即可將臨時(shí)文件中的數(shù)據(jù)上發(fā)。
——（4）服務(wù)器對(duì)收到的采集數(shù)據(jù)還需進(jìn)一步分析，其目的主要是根據(jù)已有采集數(shù)據(jù)，計(jì)算推測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，判別采集或推測(cè)得到的數(shù)據(jù)是否有告警。
——（5）為使客戶端能及時(shí)地了解遙測(cè)、遙信的信息，在服務(wù)器端設(shè)置共享內(nèi)存，用于存放當(dāng)前的告警信息（告警板）以及各個(gè)信號(hào)的最近值。
——（6）可以為每一設(shè)備配置維護(hù)人員的BP機(jī)號(hào)碼，實(shí)現(xiàn)在告警發(fā)生時(shí)的自動(dòng)尋呼功能。
3.3 監(jiān)控的層次及內(nèi)容
——根據(jù)監(jiān)控的角度不同，可將本地網(wǎng)監(jiān)控層次分為按設(shè)備類和按局房?jī)纱箢�，整個(gè)監(jiān)控層次組織成樹(shù)形結(jié)構(gòu)。在設(shè)備類監(jiān)控方式下，節(jié)點(diǎn)順序依次為地市（SC）→市縣（SS）→局站（SU）→設(shè)備大類（如交流供電系統(tǒng)）→設(shè)備小類（如低壓配電）（→設(shè)備子類（如計(jì)量柜））→設(shè)備；在局房監(jiān)控方式下，節(jié)點(diǎn)的順序依次為地市→市縣→局站→局房→設(shè)備。在每一層均提供圖形和列表兩種監(jiān)控方式，兩者可隨意切換；上下層之間可以相互遷移。在各層都會(huì)將最新告警的簡(jiǎn)要信息以狀態(tài)條的方式顯示在畫(huà)面下方，每層的監(jiān)控內(nèi)容有所側(cè)重。
——（1）地市級(jí)：主要反映所轄市縣的一般、重要、緊急各級(jí)告警的數(shù)目、最高級(jí)別告警等；
——（2）市縣級(jí)：主要反映下屬局站的通信狀態(tài)、各級(jí)告警數(shù)目、最高級(jí)別告警等；
——（3）局站級(jí)：主要反映該局站下所有已配置設(shè)備的告警情況（圖形方式通過(guò)設(shè)備圖標(biāo)的狀態(tài)及設(shè)備連接圖上的動(dòng)畫(huà)直觀地反映；列表方式下則以具體的數(shù)值給出）；
——（4）設(shè)備類級(jí)：主要反映該設(shè)備類下的所有設(shè)備的告警情況（信息同（3））；
——（5）局房級(jí)：主要反映所選局房?jī)?nèi)的所有設(shè)備的告警情況（信息同（3））；
——（6）設(shè)備級(jí)：反映該設(shè)備的所有信號(hào)的當(dāng)前狀況。
3.4 統(tǒng)計(jì)查詢的處理
——考慮到庫(kù)表容量的問(wèn)題。對(duì)于監(jiān)控項(xiàng)目動(dòng)態(tài)信息的記錄是非周期的。只反映變化的情況，這樣給統(tǒng)計(jì)查詢?cè)黾恿撕艽蟮碾y度。當(dāng)查詢跨多個(gè)局、多個(gè)設(shè)備、多個(gè)信號(hào)、多個(gè)時(shí)間段或時(shí)刻，再有求最大、最小值等的復(fù)雜要求時(shí)，如處理不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致查詢周期過(guò)長(zhǎng)，用戶意見(jiàn)很大。為此，我們的處理策略如下。
——（1）首先確定待查的設(shè)備列表、信號(hào)列表及時(shí)間段列表。
——（2）分析時(shí)間段列表?xiàng)l件，解析成若干個(gè)時(shí)間段，有以下幾種可能：
——a）按時(shí)間段查詢，保持不動(dòng)；
——b）按時(shí)刻查& 無(wú)時(shí)間間隔，則解析成若干個(gè)起始和終了時(shí)間都為該時(shí)刻的時(shí)間段；
——c）按時(shí)刻查 & 有時(shí)間間隔，按照時(shí)間段查詢，再按照時(shí)刻進(jìn)行抽取。
——（3）按照時(shí)間段進(jìn)行循環(huán)處理，同時(shí)進(jìn)行多局、同類設(shè)備、多個(gè)信號(hào)查詢，查詢結(jié)果放在內(nèi)存中。
——（4）將內(nèi)存中的返回結(jié)果進(jìn)行過(guò)濾、合并并重新排序（局號(hào)、設(shè)備、信號(hào)、時(shí)間），根據(jù)查詢類型確定取最大、最小值。
——（5）根據(jù)初始的查詢條件以及（4）中的結(jié)果，構(gòu)造查詢結(jié)果集。
3.5 靈活的圖形監(jiān)控界面
——從3.3中已看出本系統(tǒng)提供多層監(jiān)視圖，其中設(shè)備連接圖在各個(gè)局站是不太相同的。為此，我們制作一個(gè)圖形編輯工具，將它嵌入在配置管理里。通過(guò)它可以從已配置的設(shè)備、信號(hào)中途取構(gòu)圖要件，再加上圖標(biāo)、線型、顏色、注釋、動(dòng)畫(huà)等的處理，最終會(huì)將圖中的信息點(diǎn)與某些監(jiān)控項(xiàng)目關(guān)聯(lián)起來(lái)。實(shí)時(shí)監(jiān)控則按配置管理所做的圖形要求實(shí)現(xiàn)監(jiān)控項(xiàng)目的圖形顯示。目前本系統(tǒng)能處理的動(dòng)畫(huà)包括，油箱→油機(jī)的油路、油機(jī)→設(shè)備的電路、蓄電池的充放電、空調(diào)的動(dòng)／停、ATS
的狀態(tài)、油機(jī)切換屏的狀態(tài)等。
4 結(jié)束語(yǔ)
——由于本系統(tǒng)建立在 “采集設(shè)備—接口機(jī)—服務(wù)器—操作終端”模式的多層客戶機(jī)／服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，系統(tǒng)從邏輯上提供SC、SS、SU、SM的分級(jí)功能，這一模式可適應(yīng)多種維護(hù)體制。從實(shí)際運(yùn)行的情況來(lái)看，它完全能適應(yīng)由原先的市縣分別維護(hù)管理到現(xiàn)在的市縣一體化維護(hù)管理體制的過(guò)渡。從與本地網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)TELCOM的綜合網(wǎng)管來(lái)看，由于在本地網(wǎng)引入雙機(jī)熱備的服務(wù)器。兩個(gè)系統(tǒng)可以較好地運(yùn)行且互不影響，并且用戶只須在自己聯(lián)網(wǎng)的操作終端上分別安裝兩個(gè)系統(tǒng)的客戶端軟件，便可在自己的權(quán)限范圍內(nèi)同時(shí)使用兩個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本地網(wǎng)網(wǎng)管與電信動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控的綜合網(wǎng)管功能。
